(57)【要約】  本発明は、入力部（２）と出力部（３）との間に軸−／ハブ−結合部を備えるパワートレーン内の過負荷クラッチ（１１）であって、プレス−プレスろう接−結合部（１３）として形成され、プレス結合部（１４）を含む過負荷クラッチ（１１）に関する。プレス結合部（１４）の少なくとも１つの接触面（１６，１７）は、軟質金属でコーティングされている。接触面（１６，１７）の面圧を均一化させるべく、プレス結合部（１４）に補償要素（１８）が配設されており、補償要素（１８）は、互いに異なる大きさの接触面（１６，２４）を介して、軸およびハブを形成する構成部材に間接的または直接的に支持されている。プレス−プレスろう接−結合部（１３）は、補償要素（１８）と、軸を形成する構成部材との間に設けられている。
2019502066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部（２）と出力部（３）との間に軸−／ハブ−結合部を備えるパワートレーン内の過負荷クラッチ（１１）であって、
プレス−プレスろう接−結合部（１３）として形成される前記過負荷クラッチ（１１）は、プレス結合部（１４）を含み、該プレス結合部（１４）の少なくとも１つの接触面（１６，１７）が軟質金属でコーティングされている、過負荷クラッチ（１１）において、
前記プレス結合部（１４）の前記接触面（１６，１７）の面圧を均一化させるべく、組み合わせ前に、前記軸および前記ハブを形成する構成部材間の締め代が、接合中に、接触面（１６，１７）のコーティングのために使用される前記軟質金属の流動限界に達するか、またはこれを超過するように選択されている、
ことを特徴とする、過負荷クラッチ。
【請求項２】
入力部（２）と出力部（３）との間に軸−／ハブ−結合部を備えるパワートレーン内の過負荷クラッチであって、
プレス−プレスろう接−結合部（１３）として形成される前記過負荷クラッチ（１１）は、プレス結合部（１４）を含み、該プレス結合部（１４）の少なくとも１つの接触面（１６，１７）が軟質金属でコーティングされている、過負荷クラッチにおいて、
前記接触面（１６，１７）の面圧を均一化させるべく、前記プレス結合部（１４）に補償要素（１８）が配設されており、該補償要素（１８）は、互いに異なる大きさの接触面（１６，２４）を介して、前記軸および前記ハブを形成する構成部材に間接的または直接的に支持されており、前記プレス−プレスろう接−結合部（１３）は、前記補償要素（１８）の両前記接触面（１６，２４）のうちの大きい方の接触面に設けられている、
ことを特徴とする、過負荷クラッチ。
【請求項３】
前記過負荷クラッチ（１１）は、デュアルマスフライホイール（１）内において、前記軸を形成する二次はずみ質量体（８）と、前記ハブ（１２）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の過負荷クラッチ。
【請求項４】
前記プレス−プレスろう接−結合部（１３）は、第１の接触面（１６）でもって間接的または直接的に前記二次はずみ質量体（８）に支持され、かつ第２の接触面（２４）でもって間接的または直接的に前記ハブ（１２）に支持された補償要素（１８）を含むことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【請求項５】
前記補償要素（１８）の幅（Ｓ）は、それぞれの前記プレス結合部から出発して、前記補償要素（１８）の、半径方向で反対側に位置する面に向かって連続的に狭まることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【請求項６】
前記補償要素（１８）は、中間金属薄板（１５）を介して間接的に前記二次はずみ質量体（８）に支持されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【請求項７】
前記補償要素（１８）は、前記ハブ（１２）の開口（２０）内に圧入されており、前記圧入時、前記開口（２０）の異形成形部（１９）は、前記補償要素（１８）の外側輪郭を切ることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【請求項８】
最終位置において前記補償要素（１８）は、肩部（２１）を介して前記ハブ（１２）に支持され、かつ前記ハブ（１２）の反対側でかしめ（２２）により留められていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【請求項９】
前記補償要素（１８）と前記ハブ（１２）との間には、シールダイヤフラム（２３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【請求項１０】
前記補償要素（１８）は、比較的軟質の金属の素材から製造されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の過負荷クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１および請求項２の上位概念部の特徴に則した、入力部と出力部との間に軸−／ハブ−結合部を備えるパワートレーン内の過負荷クラッチであって、プレス−プレスろう接−結合部として形成され、プレス結合部を含む、過負荷クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス−プレスろう接−結合（ＰＶ−ＰＬＶ：Press-Pressloet-Verbindung）とは、プレス結合とプレスろう接結合とからなる組み合わせをいう。軸およびハブの基材とは異なる薄いろう層を、プレス結合の接合面の少なくとも１つに被着することで、接合を介したより高いトルク伝達が可能である。その際、接合部材の熱による変形も起こらなければ、化学的な組成の変化も起こらない。プレス−プレスろう接−結合は、ろう接の特別形態であり、素材結合式の接合に分類される。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２００５０２６７１３号明細書において、トランスミッション構成部材、例えばシフトギヤまたはクラッチ体を軸に結合するプレス−プレスろう接−結合が公知である。プレス−プレスろう接−結合では、プレス結合の接合面をろう層でコーティングし、続いて接合する。ろう層は、好ましくは、電気化学的な析出、電気めっきにより軸および／またはハブの該当する接合面に被着される。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２０１００２５５７９号明細書は、駆動側のはずみディスクと被動側の振動減衰装置とを備え、はずみディスクと振動減衰装置との間にスリップクラッチが配置されているトルク伝達装置を示している。スリップクラッチは、駆動側の、はずみディスクに結合される連動ディスクに配設されている。独国特許出願公開第１０２００７０５９４０９号明細書および独国特許出願公開第１０２００９０３３８６４号明細書は、入力部が、一次のはずみ質量体と、入力部に対してエネルギアキュムレータの作用に抗して回動可能な、二次のはずみ質量体を有する出力部とを含むデュアルマスフライホイールを示している。
【０００５】
上述の刊行物は、トルク制限用のスリップクラッチを含むトルク伝達装置を示している点で一致している。スリップクラッチは、デュアルマスフライホイールを介して伝達可能なトルクを制限する。設定された最大トルクを上回るトルクピークを解消すべく、スリップクラッチの、負荷がかかった構成部材は、少なくとも短時間互いに回動可能である。こうして負荷変動時のいわゆるインパクトが回避されるか、または少なくとも最小化することができる。このようなインパクトは、快適性を損ねる他、パワートレーン内の損傷や、デュアルマスフライホイール内における弧状ばねの破損を引き起こす恐れがある。
【０００６】
本発明の技術的背景には、本件出願人が２０１５年１月２０日付けで出願した、本件出願より前の、本件出願時には未公開の独国特許出願第１０２０１５２００８４６．０号もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、面圧の分布が改善されており、しかもこの改善が簡単かつ低コストに、存在する構成スペース、特にデュアルマスフライホイールの存在する構成スペース内で実現可能である過負荷クラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、請求項１および請求項２の対象によって解決される。請求項２に従属する請求項は、請求項２の対象の有利な実施の形態を示している。
【０００９】
本発明により、過負荷クラッチのプレス結合部の面圧を均一化させるべく、軸−／ハブ−結合部は、軸とハブとの間に所定の締め代が設けられるように構成される。接合前にこの締め代は、ハブおよび軸を形成する構成部材の組み合わせ中に、プレス−プレスろう接−結合部の少なくとも１つの接触面のコーティングのために用いられた軟質金属あるいは使用されたろうの流動限界（Fliessgrenze）に達するか、またはこれを超過するように選択される。このとき、軟質金属の塑性変形が生じ、応力は、ほぼ流動限界に制限される。この手段により、プレス結合部における面圧の最適な分布が生じ、ひいては均一化された面圧が生じる。
【００１０】
コーティングされる構成部材の素材と比較して低い、ろうあるいは軟質金属層の強度を好適に利用して、プレス−プレスろう接−結合部あるいはプレス結合部の接触面全体にわたる所望の均一化された面圧が実現される。有利には、過負荷クラッチのプレス−プレスろう接−結合部は、力を伝達する要素を形成しているとともに、トルクを制限する要素も形成している。好適なエネルギ入力、つまりなじみ（Trainieren）により、継ぎ目に生じる素材結合式の結合の割合を、接合後、増大することができる。このことは、接合相手の好適な回動により実施可能であり、これによりエネルギが入力され、被着されたろうの、軸および／またはハブの接触面への拡散が起こる。有利には、プレス−プレスろう接−結合部は、ならし運転期間中、ある特定のトルク、好ましくは最大で許容されるトルクにすり合わされることができ、これにより、最大のトルクの到達時、過負荷クラッチのプレス−プレスろう接−結合部は、トルク制限器として機能する。
【００１１】
プレス−プレスろう接−結合部の接合部材の少なくとも１つの接触面に軟質金属あるいはろうを設けるために、好ましくは電気めっきコーティングが施されている。ろう材としては、とりわけ亜鉛、銅またはアルミニウムが好適であり、特に亜鉛によって良好な結合強度が達成可能である。間に締め代が存在する構成部材としての軸およびハブの組み合わせは、縦プレス（Laengspressen）または横プレス（Querpressen）によって、特に機械式または液圧式の装置を用いて実施可能である。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、プレス結合部の接触面の面圧を均一化させるべく、過負荷クラッチの軸−／ハブ−結合部に補償要素が配設されている。加えて、付加構成部材を形成する補償要素は、互いに異なる大きさの接触面を介して、軸およびハブを形成する構成部材に支持されている。その際、補償要素の、互いに異なる大きさの両接触面のうちの大きい方の接触面は、プレス−プレスろう接−結合部に配設されている。好ましい一実施の形態では、補償要素は、直接的に、軸を形成する構成部材に支持される。これとは異なり、必要であれば、軸と補償要素との間に中間要素が装入されてもよい。本発明による補償要素の使用は、プレス結合部の接触面の大きさに好適に影響を及ぼすことで、軸−／ハブ−結合部の接触面のエンドゾーンあるいはハブエッジにおける構成部材剛性またはラジアル剛性を有利に減少させることを可能にする。したがって、本発明による構成部材幾何学形状は、縁部ゾーンまたはハブエッジにおいて従来頻繁に発生していた不都合な応力過昇あるいは軸−／ハブ−結合部またはプレス−プレスろう接−結合部における接触面の片当たりを解消する。この肯定的な効果は、比較的軟質の素材から製造される補償要素を使用することで、向上することができる。これにより、本発明は、有利には、面圧の略一定の、ひいては最適な分布を保証し、したがって、プレス結合部の全面にわたる所望の均一化された面圧を保証する。
【００１３】
請求項１および請求項２に記載の発明において共通しているのは、簡単な、かつ低コストに実施可能な手段により、有効な過負荷クラッチが実現可能であることである。提案する過負荷クラッチは、自動車のパワートレーン内のトルク伝達装置、特にデュアルマスフライホイールに好適である。これらの解決手段は、有利には、過負荷クラッチの過負荷トルクまたはスリップトルクの再現性を改善する可能性を提供する。
【００１４】
有利には、その軸−／ハブ−結合部またはプレス−プレスろう接−結合部が補償要素を含む過負荷クラッチは、デュアルマスフライホイール（ＺＭＳ：Zweimassenschwungrad）内において、軸としての二次はずみ質量体と、フランジを形成するハブとの間に装入することができる。補償要素としては、好ましくは、第１の接触面でもって直接的に、または付加的な構成部材を介して間接的に、二次はずみ質量体に支持されたシューが好適である。その際、二次はずみ質量体における補償要素の第１の接触面の大きさは、補償要素がハブに当接する第２の接触面の大きさを上回る。
【００１５】
本発明の別の好ましい一形態によれば、補償要素のために略台形の横断面が設けられている。その際、補償要素の幅は、プレス結合部から出発して連続的にハブに向かって狭まる。これとは異なり、本発明は、逆さに配置され、台形に構成される補償要素を含み、この補償要素は、ハブから出発して二次はずみ質量体あるいは中間金属薄板に向かって連続的に狭まる。この場合、プレス−プレスろう接−結合部は、補償要素とハブとの間に設けられており、補償要素は、回転に関して固定されて二次質量体または中間金属薄板に結合されている。この構造は、補償要素のそれぞれ異なる大きさの接触面を生じ、これにより、補償要素のより大きな接触面のエンドゾーンは、それぞれ、より小さなラジアル剛性を有する。この効果は、デュアルマスフライホイールの運転状態で、補償要素のエンドゾーンが、より低いラジアル剛性に基づいて、負荷がかかったときに制限された範囲で離間方向に撓むあるいは半径方向に逃げることを結果として伴う。
【００１６】
本発明の別の一形態では、二次はずみ質量体への補償要素の間接的な当接が行われている。補償要素の直接的な当接に対して代替的に行われるこの配置は、例えば組み立てを簡単にするのに好適である。好ましくは、加えて、二次はずみ質量体を制限された範囲で囲繞する中間金属薄板が設けられており、中間金属薄板に、シューあるいは補償要素が支持されている。さらに、補償要素をハブの中央の開口内に圧入してもよい。補償要素を回転に関して固定された形で有効に収容すべく、開口は、異形成形部、特に歯列を有し、異形成形部は、圧入工程中、形状結合式に補償要素の外側輪郭にくい込む。
【００１７】
所定の組み込み位置の規定および確実な位置固定のために、補償要素は、組み込み状態において肩部を介してハブに支持されており、ハブの反対側でかしめにより留められている。さらに、補償要素、好ましくはその肩部と、ハブとの間にシールダイヤフラムが装入されてもよく、シールダイヤフラムは、相互に二次質量体に向かって方向付けられている。
【００１８】
好ましくは、補償要素は、比較的軟質の金属の素材から、強度を高める手段なしに製造されている。これには、例えば軟鋼またはアルミニウムが好適である。その際、本発明によりシューとして構成される補償要素は、その構成部材が種々異なる素材から製造されている周囲構造と組み合わせ可能である。
【００１９】
本発明の別の特徴および詳細は、以下の説明から看取可能であり、以下では、図面を参照しながら一実施例について説明する。なお、特許請求の範囲および明細書で言及する特徴は、それぞれ、それ自体単独でも、任意の組み合わせでも、本発明にとって本質的であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】過負荷クラッチを内蔵したデュアルマスフライホイールの半割断面図である。
【図２】図１に示したデュアルマスフライホイールの要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、一回転軸線回りに回動可能な、トーショナルバイブレーションダンパともいうデュアルマスフライホイール１を、断面図で示している。広く公知の構造形態のデュアルマスフライホイール１は、トルク伝達装置ともいい、特に、自動車の図１には示していないパワートレーンに用いられる。その際、一次はずみ質量体を形成する入力部２は、好ましくは、内燃機関のクランク軸に割り当てられ、出力部３は、摩擦クラッチを介してトランスミッションに割り当てられている。入力部２および出力部３は、ディスク部材として形成されており、これらのディスク部材は、相俟って１つの環状のリング室４を形成しており、リング室４内には、ばね装置６の弧状ばね５が装入され、かつ案内されている。出力部３は、転がり支持部７により回動可能に支持され、ばね装置６の作用に抗して制限された範囲で入力部２に対して回動可能である。出力部３は、二次はずみ質量体８と、フランジ部９とから形成される。デュアルマスフライホイール１内には、インパクトから保護するために過負荷クラッチ１１が内蔵されている。スリップクラッチとして構成される過負荷クラッチ１１は、フランジディスクとして構成されるハブ１２と、二次はずみ質量体８との間に配置されている。ハブ１２は、遠心振り子１０を含み、外側において、図示しない連動部でもって、連動部の端面が弧状ばね５に支持されるようにばね装置６に係合している。これにより過負荷クラッチ１１は、デュアルマスフライホイール１に関して入力部２と出力部３との間に配置されている。過負荷クラッチ１１として、２つの接触面１６，１７を含み、プレス結合部１４を形成するプレス−プレスろう接−結合部１３が設けられており、接触面１６，１７の少なくとも一方には、軟質金属あるいはろうがコーティングされている。
【００２２】
図２は、過負荷クラッチ１１と、対応するプレス−プレスろう接−結合部１３とをさらに詳しく示している。過負荷クラッチ１１の構造は、シューとして構成される補償要素１８を有し、補償要素１８は、回転に関して固定されてハブ１２に取り付けられている。補償要素１８は、中間金属薄板１５の対応する接触面１７に、接触面１６を介して支持されており、接触面１６，１７は、相俟って１つのプレス結合部１４を形成している。中間金属薄板１５は、二次はずみ質量体８の端部領域を局所的に囲繞している。台形の横断面を有する補償要素１８は、プレス結合部１４の領域における幅Ｓから出発して連続的にハブ１２に向かって狭まっている。したがって補償要素１８は、ハブ１２における接触面２４と比較して大きな接触面１６でもって中間金属薄板１５に支持されている。プレス−プレスろう接−結合部１３を実現すべく、接触面の一方１６または１７には、構成部材同士、すなわちハブ１２が、対応する補償要素１８と、そして二次質量体８が、対応する中間金属薄板１５と、それぞれ組み合わされる前に、ろうとしての軟質金属がコーティングされる。このとき、両構成部材間には、締め代が存在している。補償要素１８の、回転に関して固定された配置のために、ハブ１２の開口２０内には、異形成形部１９が設けられており、異形成形部１９は、接合工程時、形状結合式に補償要素１８の外側輪郭を切る。補償要素１８は、肩部２１がハブ１２に当接するまで、ハブ１２の中央の開口２０内に押し込まれる。補償要素１８のこの組み込み位置は、肩部２１とは反対側でかしめ２２により留められる。さらに、補償要素１８の肩部２１と、ハブ１２との間には、シールダイヤフラム２３が固定されており、シールダイヤフラム２３は、出力部３に向かって延在している。
【００２３】
本発明による第１の解決手段によれば、過負荷クラッチ１１のプレス結合部１４における面圧の均一化は、軸、すなわち二次はずみ質量体８またはその対応する中間金属薄板１５と、ハブ１２との間に、所定の締め代が設けられていることによって実現可能である。接合前に、締め代は、ハブ１２と軸との組み合わせ中、プレス−プレスろう接−結合部１３の接触面１６，１７の少なくとも一方の接触面のコーティングに用いられた軟質金属あるいは使用されたろうの流動限界に達するか、またはこれを超過するように選択される。
【００２４】
本発明による第２の解決手段によれば、過負荷クラッチ１１のプレス結合部１４における面圧の均一化は、互いに異なる大きさの接触面１６，２４を介して周囲構造としての中間金属薄板１５およびハブ１２に支持された、シューとして構成される補償要素１８によって達成可能である。この構造は、減じられたラジアル剛性を補償要素１８の接触面１６のエンドゾーンに生じる。
【符号の説明】
【００２５】
１  デュアルマスフライホイール
２  入力部
３  出力部
４  リング室
５  弧状ばね
６  ばね装置
７  転がり支持部
８  二次はずみ質量体
９  フランジ部
１０  遠心振り子
１１  過負荷クラッチ
１２  ハブ
１３  プレス−プレスろう接−結合部
１４  プレス結合部
１５  中間金属薄板
１６  接触面
１７  接触面
１８  補償要素
１９  異形成形部
２０  開口
２１  肩部
２２  かしめ
２３  シールダイヤフラム
２４  接触面
Ｓ  幅（補償要素）
【図１】
2019502066.tif 000003
【図２】
2019502066.tif 000004
【国際調査報告】
2019502066.tif 000005
2019502066.tif 000006
2019502066.tif 000007
2019502066.tif 000008